1.1 研究来源与背景
本研究属于应用型研究，来源于山东省科技发展计划项目《光伏动力建筑防霾通风装置开发》，课题编号：2014GSF116003。另外针对目前污染严重的空气环境和居住者的实际需求，进行了《济南市市民室内环境满意度调查问卷》和《济南市市民人居使用面积调查问卷》的调研，并对济南市居民室内通风环境进行实地调研。2017 年，国际能源署（IEA）发表了关于 2035 年的能源增长报告，其中就有对全球能源将增长 1/3 的预示[1]，更是明确指出，中国、中东、印度的能源增长为 60%。建筑的能耗作为推动能源增长的主要动力，在人均能源中占重要比例。建筑的能耗主要在于满足建筑的通风、采光、取暖保温的需求。现有的建筑通风技术以机械通风为主，并且大部分采用空调技术进行室内外空气的交换，所消耗能源大，大约占建筑能耗的 55%以上。夏天利用空调技术，使建筑内获得新鲜空气，并且达到降温的目的；冬天利用空调技术以保证室内温度，同时对建筑进行通风换气。由于空调技术使用越来越频繁，造成了建筑能耗越来越大。为了达到更好的室内舒适度，空调技术在大部分建筑中使用，已必然导致环境恶化和能源危机。空调技术的大量应用就需要大量的不可再生能源为其提供运转支持，从而加大了CO2 的排放量，CO2 的排放超标又加剧了城市的热岛效应，由此形成一个连锁反应，使得能源消耗越来越大，环境破坏越来越严重，从而加剧了全球气候变暖，海平面的上升，和生态系统的破坏。全球采取降低温室气体排放措施迫在眉睫。
.........
1.2 相关概念与研究对象
本研究所提到的自然新风技术是指通风器、通风窗、双层玻璃幕墙、中央新风系统等通风技术。这类通风技术，大多都以风压和热压通风原理为依据，加之机械的辅助作用，从而实现建筑室内的通风换气需求，改善室内的空气质量。文中的新型自然新风技术是一种实现了光伏动力系统和 HEPA 过滤系统一体化的光伏动力通风窗。本研究中的通风器特指适用于民用建筑的通风器，它的主要作用就是通过风机的运转加大空气的流通。根据通风器的安装位置的不同可以分为窗式通风器、墙式通风器和阳光房通风器等。中央新风系统简单的说就是通过风压和热压原理，以机械辅助为动力，使室外的新风经过安装在居室窗户上的进风口过滤和热回收处理进入室内，同时排除室内污浊空气的一种应用于住宅的通风系统。中央新风系统最大的优点在于利用热回收处理对新鲜空气进行加热，并且新鲜的空气和污浊的空气有不同的运动路径，做到不相互污染。
...........
第二章 建筑自然新风技术类型、原理及应用
2.1 自然新风技术简介
本研究所提到的自然新风技术是指通风器、通风窗、双层玻璃幕墙、中央新风系统等通风技术。这类通风技术，大多都以风压和热压通风原理为依据，加之机械的辅助作用，从而实现建筑室内的通风换气需求，改善室内的空气质量。文中的新型自然新风技术是一种实现了光伏动力系统和 HEPA 过滤系统一体化的光伏动力通风窗。本章分小结对现在的通风器技术、中央新风技术、通风窗技术、双层玻璃幕墙技术、双层光伏通风窗技术的分类、工作原理、以及优缺点进行分析和总结。由于本文研究的新型光伏动力通风窗属于通风窗系统，所以本章在前面对通风器和中央新风系统进行简单的分类描述，在后面主要对通风窗技术、双层玻璃幕墙技术、双层光伏通风窗技术进行详细描述。
.......
2.2 通风器
本研究中的通风器特指适用于民用建筑的通风器，它的主要作用就是通过风机的作用加大空气的流通。通风器和室内智能感受测试器相连，用来调节室内的空气质量，既高效智能又简单易用。自然通风器具有一定的抗风压和水压的良好性能，同时为了避免在开启时对室内产生噪音，在通风器中加入吸声材料，以保证其工作状态室内的噪音控制在 30d B。通风器在机械辅助作用下为室内提供良好的空气。并且根据通风器的安装位置可以分为窗式通风器、墙式通风器、屋顶通风器等[52]。墙式通风器（如图 2.2 所示）在使用时需要在墙上设置通风口和通风管道。通风器工作时，室外的空气通过通风口和通风管道进入通风器，然后再进入室内，这种通风器采用有组织的通风方式，并且在通风口处可以对室外的空气进行清洁处理。屋顶通风器（如图 2.3 所示）主要用于能够形成阳光房空间内，在墙面上安装进风口，在屋顶设计排风口，利用玻璃屋顶或者玻璃幕墙形成的阳光房对室内空气加热，再向室内引入新鲜空气，使室内的冷空气下降，热空气上升形成对流，来达到室内通风换气的目的。
第三章 新型自然通风技术——光伏动力通风窗设计....... 28
3.1 济南市居住情况调研.....28
3.2 新型光伏动力通风窗.....32
3.3 新型通风窗设备使用情况调研..........35
3.4 本研究中新型通风窗的选型.......41
3.5 设备选择则表..........44
3.5.1 本研究中各设备型号........44
3.5.2 用户选择表..........45
3.6 本章小结....47
第四章 新型光伏动力通风窗的性能计算与模拟........ 48
4.1 济南的气候条件......48
4.2 新型光伏动力通风窗采光性能计算.........49
4.3 新型光伏动力通风窗通风性能模拟.........51
4.3.1 通风模型建立......51
4.3.2 模拟结果数据分析.....52
4.3.3 模拟结论.......53
4.4 新型光伏动力通风窗热工性能模拟.........53
4.5 本章小结....55
第五章 结论与展望........ 56
5.1 结论.....56
5.2 本研究的创新点与不足........57
5.2.1 创新点....57
5.2.2 研究不足.......57
5.3 展望.....58
第四章 新型光伏动力通风窗的性能计算与模拟——以济南地区为例
4.1 济南的气候条件
济南市的地理位置为北纬 36 度 40 分，东经 117 度 00 分。地处三面环山的腹地，南面为天然屏障泰山，北跨黄河，地处鲁中南地带，地势南高北低。山东省全年平均日照时数的分布从北往南减少，变化梯度大致呈西南至东北走向，全国变化范围为 2200—2800h。半岛的中东部和鲁北的大部分地区在 2600—2800h 之间；鲁南最少，多数在 2200—2400h 之间，其它地区多在 2400—2600h 之间。2013 年 10 月雾霾天气入侵中国北方，济南成为全国雾霾天气最为严重的 10 个城市之一。济南由原有的 III 类光气候分区变为 IV 类光气候分区。济南的年、季日照时数特征由表 4-1、4-2 可得。济南市由于其三面环山的地理条件，导致全年主导风向为南偏西南(SSW)，夏季和过渡季主导风向南偏西南(SSW)导致夏季的时候北向的凉爽气流和东向海上的湿润气流不能进入鲁中腹地，从而导致济南夏季炎热少雨，温度高，冬季主导风为东偏东北风(ENE)，为鲁中腹地带来大量的北向的寒流，导致济南地区冬季寒冷。
..........
结论
本研究通过对新型光伏动力通风窗的各构件设备的市场调研以及其在济南地区的模拟实验分析得出以下结论：
（1）新型光伏动力通风窗的市场前景广泛。首先，现在由于雾霾情况严重而导致的冬季不能能够开窗通风，而导致室内空气质量恶劣。人们现在正急于改变这种现状。其次，新型光伏动力通风窗，采用的是光伏发电系统，能够满足能源的自给自足，不给环境带来污染的压力。符合现在能源危机和环境污染严重的议题下新技术的推广要求。最后，新型光伏动力通风窗价格低，经济性好，全套装置只比普通双层窗户高 700 元左右。
（2）新型光伏动力通风窗组装方便，适用强。一方面，新型光伏动力通风窗各种设备在市场上发展成熟，并且得到了广泛的应用。尤其是 HEPA 过滤网和小型家用光伏动力系统均得到广泛应用并且发展成熟。另一方面，市场上不同型号的设备可以根据用户的使用需求和居室面积进行自主选择。
（3）新型光伏动力通风窗的通风性能好，能够满足人们对室内新鲜空气的需求及《绿色建筑设计标准》和《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》对室内通风换气的要求。
（4）新型光伏动力通风窗的冬季除霾效果明显，使用的复合功能 HEPA 过滤网能够成功阻隔 99.99%以尘螨、花粉、粉尘、动物毛发、棉絮、柳絮、固体凝结烟雾为主的大颗粒物。对 PM2.5 和 PM0.3 以及直径为 0.01μm 的小颗粒物的阻隔率在 99.7%。能够成功的净化由室外进入室内的新鲜空气。
（5）新型光伏动力通风窗能够有效降低夏季的室内温度。夏季夜晚室外温度较低，通过引入新鲜空气，能够有效的降低室内温度。
.........
参考文献（略）
